[发明专利]一种一体化路面自发电装置及其制备方法

权利要求书

1.一种一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)将压电材料和基体材料混合，超声分散得到混合干粉，加入水和外加剂，得到均匀复合体，将均匀复合体进行真空养护后破碎成颗粒，再进行极化即得压电骨料；

2)将工程建设用废弃渣土、水泥和压电骨料混合并进行干拌，再加入水和外加剂，混合得到压电流态水泥土填料(101)；

3)铺设下绝缘层(102)后埋置电线(106)，浇筑压电流态水泥土填料(101)并养护至设计龄期，再铺设上绝缘层(103)和防水层(104)，然后将电线(106)接入压电能源回收储存装置(105)，即得一体化路面自发电装置。

2.根据权利要求1所述的一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，步骤1)中各原料以重量份计为：压电材料50～65份、基体材料10～20份、水15～30份、外加剂7～11份；所述压电骨料为0-3型压电复合材料，粒径5～25mm。

3.根据权利要求1或2所述的一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，步骤1)中，超声分散的超声频率为19～30kHz；真空养护的真空度为20～75kPa，养护的时间为3～28d；

极化的方法为热极化法，条件为：极化温度为70～120℃，极化电压为2～5kV/mm，极化时间为20～50min。

4.根据权利要求3所述的一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，所述压电材料为粉末状，包含锆钛酸铅压电陶瓷、锆钛酸钡压电陶瓷或经碳纳米管改性的锆钛酸铅压电陶瓷；所述基体材料包含水泥、粉煤灰或高炉矿粉。

5.根据权利要求1、2或4所述的一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，步骤2)中，各原料以重量份计为：工程建设用的废弃渣土30～50份、水泥5～20份、水15～30份、压电骨料20～30份、外加剂1～5份。

6.根据权利要求5所述的一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，步骤1)中的外加剂包含铝酸钠、铝酸钾和铝酸钙的一种或几种；步骤2)中的外加剂包含聚羧酸减水剂、甲酸钙早强剂、引气型泵送剂、氧化钙膨胀剂和聚醚型消泡剂的一种或几种。

7.根据权利要求1、2、4或6所述的一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述上绝缘层(103)和下绝缘层(102)为橡胶材质，厚度独立的为5～20mm；所述防水层(104)为环氧树脂改性沥青防水涂料，厚度为1～5mm。

8.根据权利要求7所述的一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述养护的条件为温度5～50℃、相对湿度90％～97％；设计龄期为3～28d；养护至设计龄期后，压电流态水泥土填料(101)的强度为0.2～1.0MPa。

9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的一体化路面自发电装置的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述压电能源回收储存装置(105)沿道路方向分布于道路两侧，相邻两个压电能源回收储存装置(105)间隔1000～2000m；所述压电能源回收储存装置(105)包含一级储能元件超级电容、二级储能元件蓄电池和DC/DC电压转换器。

10.权利要求1～9任一项所述的制备方法制备得到的一体化路面自发电装置，其特征在于，所述一体化路面自发电装置包含压电流态水泥土填料(101)、下绝缘层(102)、上绝缘层(103)、防水层(104)、压电能源回收储存装置(105)和电线(106)。